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Diego AROSIO
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
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Insegnamento: Geoingegneria e Geofisica applicata
Geoscienze, georischi e georisorse (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
MODULO 1 (Geoingegneria / Prospezione Sistemi Geotecnici)
Obiettivo del Corso è fornire agli studenti conoscenze e capacità progettuali nell'ambito della pianificazione ed esecuzione di campagne di indagini e monitoraggio per diverse finalità attinenti alla progettazione geo-ingegneristica, anche alla luce della normativa tecnica di settore.
MODULO 2 (Geofisica Applicata / Indagini geofisiche per l'ingegneria)
Obiettivo del Corso è fornire agli studenti le nozioni di base per l’applicazione di tecniche di prospezione geofisica di superficie, con particolare attenzione alle indagini a bassa profondità (h<100m). Largo spazio è dato alla descrizione dei problemi che emergono nella progettazione e nella esecuzione delle campagne di indagine condotte utilizzando le diverse tecniche.
Prerequisiti
MODULO 1 (Geoingegneria / Prospezione Sistemi Geotecnici)
Conoscenze di fisica generale, chimica generale, matematica generale; Capacità di svolgere calcoli algebrici/trigonometrici applicando formule; Conoscenza dei fondamenti della geologia, geomorfologia, petrografia e mineralogia; Conoscenza dei fondamenti della meccanica dei terreni; Conoscenza dei principali approcci analitici e capacità di impostare verifiche di problematiche geotecniche.
MODULO 2 (Geofisica Applicata / Indagini geofisiche per l'ingegneria)
È opportuno che gli studenti abbiamo acquisito in precedenza conoscenze basilari relative a:
- Matematica: geometria euclidea e cartesiana, trigonometria, algebra lineare, numeri complessi, analisi matematica.
- Fisica: meccanica newtoniana, elettromagnetismo.
- Fisica terrestre: campo gravitazionale, campo magnetico, sismologia.
Per l'ammissione alla verifica finale del corso non è richiesta alcuna precedenza.
Programma del corso
MODULO 1 (Geoingegneria / Prospezione Sistemi Geotecnici)
1 CFU - Principi di progettazione geotecnica e di prospezione e monitoraggio di sito ai sensi degli Eurocodici e delle NTC 2018.
3 CFU - Tecniche di indagine geognostica di sito (sondaggi, prove in foro, penetrometriche, altre).
2 CFU - Tecniche di monitoraggio geotecnico di sito.
MODULO 2 (Geofisica Applicata / Indagini geofisiche per l'ingegneria)
1 CFU (8h lezione) - Introduzione ai metodi di prospezione ed alle applicazioni per le scienze geologiche. Richiami di teoria dei segnali: Trasformata di Fourier, autocorrelazione e correlazione mutua, segnali analogici e digitali, campionamento, teorema di Nyquist.
2 CFU (12h lezione, 6h esercitazione) - Metodi sismici. Proprietà elastiche delle rocce. Onde elastiche. Sorgenti di onde sismiche: impulsive e a vibrazione. Sismografi, geofoni e idrofoni. Stendimenti e procedure di acquisizione. Sismica a rifrazione: cenni sulle acquisizioni, picking dei primi arrivi, metodi reciproci. Sismica a riflessione: cenni sulle acquisizioni, recupero di ampiezza, correzioni dinamiche, stack, calibrazione con dati VSP. Metodo MASW: acquisizioni, elaborazione, inversione. Esempi di applicazione.
2 CFU (12h lezione, 6h esercitazione) - Metodi elettrici. Proprietà elettriche delle rocce. Strumentazione. Metodo dei potenziali spontanei. Misure di resistività. Metodo della polarizzazione indotta. Esempi di applicazione. Cenni ai metodi elettromagnetici.
1 CFU (8h lezione) - Ground Penetrating Radar. Onde elettromagnetiche. Velocità e assorbimento del segnale radar nei materiali. Strumentazione, antenne, sistemi ad array. Procedure di acquisizione. Esempi di applicazione.
Metodi didattici
L’insegnamento è erogato in lingua italiana con le modalità di seguito riportate.
MODULO1 (Geoingegneria / Prospezione Sistemi Geotecnici)
Lezioni frontali svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point).
Esercitazioni di gruppo di pianificazione indagini di sito svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi.
MODULO 2 (Geofisica Applicata / Indagini Geofisiche per l'ingegneria)
Lezioni frontali svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point).
Esercitazioni in campagna con strumentazione geofisica; esercitazioni in aula con software di elaborazione dati.
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata.
Le lezioni e le esercitazioni potrebbero essere svolte in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione sanitaria COVID19
Testi di riferimento
MODULO 1 (Geoingegneria / Prospezione Sistemi Geotecnici)
MODULE 1 (Geoengineering / Geotechnical Systems Prospection)
Materiale obbligatorio / Compulsory material:
1. Raccolta di slide proiettate durante le lezioni / Slides used during lectures
2. Eurocodici e NTC 2018 fornite dal docente / Eurocodes and NTC provided by the teacher
Materiale consigliato / Suggested material
3. Geoingegneria, Autore: Gonzalez de Vallejo Luis I., Editore: Pearson Education Italia, e: 2004, Collana: Accademica, ISBN: 8871920945
4. Geologia applicata all'ambiente, Curato da: Canuti P., Crescenti U., Francani V., Editore: CEA: 2008, ISBN: 8840814027
MODULO 2 (Geofisica Applicata / Indagini geofisiche per l'ingegneria)
MODULE 2 (Applied Geophysics / Geophysical techniques for engineering)
Materiale obbligatorio / Compulsory material:
1. Raccolta di slide proiettate durante le lezioni / Slides used during lectures
2. Dispense fornite dal docente / Notes provided by the teacher
Materiale consigliato / Suggested material
3. Kearey P., Brooks M., Hill I., 2002. An Introduction to Geophysical Exploration, 3rd Edition. Wiley-Blackwell, 272 pp.
4. Reynolds J.M., 2011. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, 2nd Edition. Wiley, 711 pp.
5. Telford W.M., Geldart L.P., Sheriff R.E., 1990. Applied Geophysics, 2nd Edition. Cambridge University Press, 792 pp.
Verifica dell'apprendimento
La verifica dell’apprendimento è volta a valutare il raggiungimento di un livello sufficiente delle conoscenze/competenze e delle abilità relative ai risultati di apprendimento attesi (80%) ed a valutare competenze trasversali quali abilità comunicative, autonomia di giudizio e capacità di apprendimento (20%).
MODULO 1 (Geoingegneria / Prospezione Sistemi Geotecnici)
La verifica consiste in 1 prova scritta (costituita da un esercizio di pianificazione indagini e monitoraggio rispetto ad un caso reale indicato dal tema) seguita, in caso di raggiungimento di 18/30 nello scritto, da prova orale (costituita da 2 oppure 3 domande inerenti gli argomenti del corso, e ogni risposta del candidato è valutata con un punteggio 0-15 oppure 0-10). La valutazione in trentesimi si ottiene sommando i punteggi delle singole risposte.
MODULO 2 (Geofisica Applicata / Indagini geofisiche per l'ingegneria)
La verifica consiste in 1 prova scritta con domande a risposta multipla, aperta e brevi esercizi in cui il candidato dimostri di aver appreso i principi fisici sottostanti alle metodologie geofisiche discusse a lezione, potenzialità, criticità e limiti nelle applicazioni reali. Il punteggio massimo della prova scritta è 26/30, ottenuto sommando i punteggi delle singole risposte. Il candidato che ha ottenuto un punteggio maggiore di 21/30, può incrementare tale punteggio con una prova orale di 3 domande; ogni risposta è valutata con un punteggio da -2 a 2 e contribuisce a determinare la valutazione finale in trentesimi.
VALUTAZIONE COMPLESSIVA
La valutazione complessiva è in trentesimi (media pesata al 50% per M1 e M2 per gli studenti di Geoingegneria e Geofisica Applicata - richiesta sufficienza entrambi moduli). Le prove sono previste dalla fine dell'insegnamento e sono in italiano ed in inglese per gli stranieri. Nelle prove orali non è ammesso l’uso di supporti, salvo nei casi ciò sia previsto a fronte di DSA.
È possibile visionare la prova in caso di non successo e ottenere indicazioni sulle modalità di recupero di apprendimento con le seguenti modalità: alla consegna degli esiti delle prove.
Gli esami potrebbero essere svolti in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione sanitaria COVID19.
Per entrambi i moduli, le prove a distanza saranno esclusivamente orali.
Risultati attesi
Al termine del Corso, è atteso che lo/a studente/essa sia in grado di:
Conoscenza e capacità di comprensione:
a) Descrivere ed esemplificare gli obiettivi, le finalità dell'indagine di sito e del monitoraggio; i principi di funzionamento e gli ambiti di applicazione; i limiti ed i vantaggi; le procedure di messa in opera; le modalità di lettura ed interpretazione dei risultati; i principi di progettazione geotecnica secondo le norme tecniche di costruzione (M1);
b) Descrivere ed esemplificare le principali metodologie utilizzate per indagini non invasive nel campo della geofisica applicata (M2)
Capacità di applicare conoscenze:
a) pianificare campagne di indagini di sito e monitoraggio per diverse finalità, al fine della redazione di relazioni geologiche-geotecniche e piano e rapporto di indagine (M1);
b) formulare correttamente un problema di geofisica applicata, per una progettazione adeguata e un utilizzo consapevole degli strumenti hardware e software (M2).
Autonomia di Giudizio:
a) verificare il proprio grado di apprendimento e comprensione dei concetti esposti grazie alla possibilità d’intervento a lezione.
b) riorganizzare le conoscenze apprese ed implementare la propria capacità di valutazione critica ed autonoma di quanto appreso, ovvero delle informazioni che derivano dall’acquisizione e dall’elaborazione di dati di indagini geognostiche, monitoraggio e geofisiche.
Abilità Comunicative:
a) esprimere in modo corretto e logico le proprie conoscenze, utilizzando un linguaggio tecnico-scientifico adeguato, nel rispondere in modo puntuale e completo alle domande d’esame.
b) sintetizzare ed elaborare compiutamente le tematiche trattate, illustrandone i concetti chiave e gli elementi di distinzione e di collegamento interno.
Capacità di Apprendimento:
a) approfondire le nozioni apprese, anche per intraprendere la preparazione all'esame di stato e successivamente provvedere al proprio aggiornamento, e per esportare le metodologie apprese a contesti di studio differenti;
b) impadronirsi ed affinare il proprio linguaggio geologico-tecnico e geofisico.